CN108497988A - 一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于高空擦拭玻璃技术领域，公开了一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统，所述嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统包括：太阳能供电模块、视频监控模块、操作指令输入模块、单片机控制模块、无线通信模块、储水模块、移动模块、真空吸盘模块、擦拭模块、避障模块、智能移动端。本发明通过太阳能供电模块可以获取源源不断的太阳能，保障高空擦拭玻璃机器人持久工作，节约能源，经济环保；同时通过真空吸盘模块利用真空泵为气动吸盘与玻璃中间提供真空压力，使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触，大大提高吸附力度；通过避障模块可以有效躲避障碍物，提高移动的灵活性。

Description

一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统

技术领域

本发明属于高空擦拭玻璃技术领域，尤其涉及一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统。

背景技术

玻璃清洗就是使用清洗剂，专业清洗玻璃的一种清洗方式。方法是使用玻璃刮、抹水器、高效玻璃清洗剂，彻底清除污垢，对窗框、窗户缝的尘灰与水泥胶质，用玻璃铲刀去除。清洗剂中含有防静电成分，经擦洗后的玻璃晶莹、透光。然而，现有高空擦拭玻璃机器人通过传统方式供电，耗费电能，续航时间短，不能持久工作；同时吸附玻璃不稳，容易脱落；遇到障碍不能有效避免，灵活性差。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有高空擦拭玻璃机器人通过传统方式供电，耗费电能，续航时间短，不能持久工作；同时吸附玻璃不稳，容易脱落；遇到障碍不能有效避免，灵活性差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统。

本发明是这样实现的，一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统包括：

太阳能供电模块、视频监控模块、操作指令输入模块、单片机控制模块、无线通信模块、储水模块、移动模块、真空吸盘模块、擦拭模块、避障模块、智能移动端；

太阳能供电模块，与单片机控制模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高空擦拭玻璃机器人进行持久供电；

视频监控模块，与单片机控制模块连接，用于通过摄像头对周边环境进行监控；

操作指令输入模块，与单片机控制模块连接，用于对擦拭玻璃机器人进行输入操作指令；

单片机控制模块，与太阳能供电模块、视频监控模块、操作指令输入模块、无线通信模块、储水模块、移动模块、真空吸盘模块、擦拭模块、避障模块连接，用于控制调度各个模块正常工作；

无线通信模块，与单片机控制模块、智能移动端连接，用于通过无线方式连接智能移动端，实现远程操作；

储水模块，与单片机控制模块连接，用于通过水箱存储水；

移动模块，与单片机控制模块连接，用于通过驱动轮进行移动；

真空吸盘模块，与单片机控制模块连接，用于通过真空泵为气动吸盘与玻璃中间提供真空压力，使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触；

擦拭模块，与单片机控制模块连接，用于通过机械臂及清洁海绵块进行擦拭；

避障模块，与单片机控制模块连接，用于对周边环境的障碍物进行躲避。

进一步，所述避障模块避障方法如下：

首先，通过双目相机获取当前环境图像的立体视差图；

其次，将所述立体视差图中的像素点进行聚类，获得多个聚类区域；基于每一个聚类区域，计算每一个聚类区域对应的环境区域到机器人的移动距离；

然后，判断每一个环境区域与所述机器人的移动距离是否大于距离阈值；从移动距离大于距离阈值的环境区域中选择任一个移动区域；

最后，计算所述机器人转向所述任一个移动区域的旋转角度，并控制所述机器人按照所述旋转角度进行移动。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过太阳能供电模块可以获取源源不断的太阳能，保障高空擦拭玻璃机器人持久工作，节约能源，经济环保；同时通过真空吸盘模块利用真空泵为气动吸盘与玻璃中间提供真空压力，使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触，大大提高吸附力度；通过避障模块可以有效躲避障碍物，提高移动的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统结构框图。

图中：1、太阳能供电模块；2、视频监控模块；3、操作指令输入模块；4、单片机控制模块；5、无线通信模块；6、储水模块；7、移动模块；8、真空吸盘模块；9、擦拭模块；10、避障模块；11、智能移动端。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统包括：太阳能供电模块1、视频监控模块2、操作指令输入模块3、单片机控制模块4、无线通信模块5、储水模块6、移动模块7、真空吸盘模块8、擦拭模块9、避障模块10、智能移动端11。

太阳能供电模块1，与单片机控制模块4连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高空擦拭玻璃机器人进行持久供电；

视频监控模块2，与单片机控制模块4连接，用于通过摄像头对周边环境进行监控；

操作指令输入模块3，与单片机控制模块4连接，用于对擦拭玻璃机器人进行输入操作指令；

单片机控制模块4，与太阳能供电模块1、视频监控模块2、操作指令输入模块3、无线通信模块5、储水模块6、移动模块7、真空吸盘模块8、、擦拭模块9、避障模块10连接，用于控制调度各个模块正常工作；

无线通信模块5，与单片机控制模块4、智能移动端11连接，用于通过无线方式连接智能移动端11，实现远程操作；

储水模块6，与单片机控制模块4连接，用于通过水箱存储水；

移动模块7，与单片机控制模块4连接，用于通过驱动轮进行移动；

真空吸盘模块8，与单片机控制模块4连接，用于通过真空泵为气动吸盘与玻璃中间提供真空压力，使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触；

擦拭模块9，与单片机控制模块4连接，用于通过机械臂及清洁海绵块进行擦拭；

避障模块10，与单片机控制模块4连接，用于对周边环境的障碍物进行躲避。

本发明提供的避障模块10避障方法如下：

首先，通过双目相机获取当前环境图像的立体视差图；

其次，将所述立体视差图中的像素点进行聚类，获得多个聚类区域；基于每一个聚类区域，计算每一个聚类区域对应的环境区域到机器人的移动距离；

然后，判断每一个环境区域与所述机器人的移动距离是否大于距离阈值；从移动距离大于距离阈值的环境区域中选择任一个移动区域；

最后，计算所述机器人转向所述任一个移动区域的旋转角度，并控制所述机器人按照所述旋转角度进行移动。

本发明工作时，通过太阳能供电模块1将太阳能转化为电能给高空擦拭玻璃机器人进行持久供电；通过视频监控模块2对周边环境进行监控；工作人员通过操作指令输入模块3对擦拭玻璃机器人进行输入操作指令；监控信息通过无线通信模块5发送给智能移动端11；单片机控制模块4调用储水模块6进行存储水；通过移动模块7进行移动；通过真空吸盘模块8使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触；通过擦拭模块9进行擦拭；如果遇到障碍通过避障模块10对周边环境的障碍物进行躲避。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统，其特征在于，所述嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统包括：

太阳能供电模块、视频监控模块、操作指令输入模块、单片机控制模块、无线通信模块、储水模块、移动模块、真空吸盘模块、擦拭模块、避障模块、智能移动端；

太阳能供电模块，与单片机控制模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高空擦拭玻璃机器人进行持久供电；

视频监控模块，与单片机控制模块连接，用于通过摄像头对周边环境进行监控；

操作指令输入模块，与单片机控制模块连接，用于对擦拭玻璃机器人进行输入操作指令；

单片机控制模块，与太阳能供电模块、视频监控模块、操作指令输入模块、无线通信模块、储水模块、移动模块、真空吸盘模块、擦拭模块、避障模块连接，用于控制调度各个模块正常工作；

无线通信模块，与单片机控制模块、智能移动端连接，用于通过无线方式连接智能移动端，实现远程操作；

储水模块，与单片机控制模块连接，用于通过水箱存储水；

移动模块，与单片机控制模块连接，用于通过驱动轮进行移动；

真空吸盘模块，与单片机控制模块连接，用于通过真空泵为气动吸盘与玻璃中间提供真空压力，使吸盘和玻璃表面垂直紧密的接触；

擦拭模块，与单片机控制模块连接，用于通过机械臂及清洁海绵块进行擦拭；

避障模块，与单片机控制模块连接，用于对周边环境的障碍物进行躲避。

2.如权利要求1所述嵌入式高空擦拭玻璃机器人控制系统，其特征在于，所述避障模块避障方法如下：

首先，通过双目相机获取当前环境图像的立体视差图；

其次，将所述立体视差图中的像素点进行聚类，获得多个聚类区域；基于每一个聚类区域，计算每一个聚类区域对应的环境区域到机器人的移动距离；

然后，判断每一个环境区域与所述机器人的移动距离是否大于距离阈值；从移动距离大于距离阈值的环境区域中选择任一个移动区域；

最后，计算所述机器人转向所述任一个移动区域的旋转角度，并控制所述机器人按照所述旋转角度进行移动。